JP2002084755A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定な並列運転が可能のスイッチング電源装
置に関し、並列運転時の逆流を抑制する。 【解決手段】 トランスＴの一次巻線Ｎ１に接続したス
イッチングトランジスタＱ１を制御回路ＣＯＮＴによっ
てオン，オフ制御し、二次巻線Ｎ２の誘起電圧を整流す
る整流用の電界効果トランジスタＱ２のゲートに、三次
巻線Ｎ３の誘起電圧を印加して、スイッチングトランジ
スタＱ１と相補的にオン，オフ制御し、平滑用のコンデ
ンサＣ０を介して直流電圧を出力する同期整流回路を有
し、この同期整流回路を介して負荷Ｒに安定化直流電圧
を供給するスイッチング電源装置であって、トランスＴ
の三次巻線Ｎ３の誘起電圧を印加する抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１とからなる時定数回路と、この時定数回路のコ
ンデンサＣ１の端子電圧をゲートに印加して、その端子
電圧が閾値を超えた時にオンとなって、整流用の電界効
果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉを短絡するトランジ
スタＱ３とを設けた。
置に関し、並列運転時の逆流を抑制する。 【解決手段】 トランスＴの一次巻線Ｎ１に接続したス
イッチングトランジスタＱ１を制御回路ＣＯＮＴによっ
てオン，オフ制御し、二次巻線Ｎ２の誘起電圧を整流す
る整流用の電界効果トランジスタＱ２のゲートに、三次
巻線Ｎ３の誘起電圧を印加して、スイッチングトランジ
スタＱ１と相補的にオン，オフ制御し、平滑用のコンデ
ンサＣ０を介して直流電圧を出力する同期整流回路を有
し、この同期整流回路を介して負荷Ｒに安定化直流電圧
を供給するスイッチング電源装置であって、トランスＴ
の三次巻線Ｎ３の誘起電圧を印加する抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１とからなる時定数回路と、この時定数回路のコ
ンデンサＣ１の端子電圧をゲートに印加して、その端子
電圧が閾値を超えた時にオンとなって、整流用の電界効
果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉを短絡するトランジ
スタＱ３とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランスの一次巻
線にスイッチングトランジスタを接続し、そのトランス
の二次巻線に同期整流回路を接続した構成を有し、且つ
並列運転の安定化を図るスイッチング電源装置に関す
る。
線にスイッチングトランジスタを接続し、そのトランス
の二次巻線に同期整流回路を接続した構成を有し、且つ
並列運転の安定化を図るスイッチング電源装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来例の説明図であり、Ｔはトラ
ンス、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は一次巻線，二次巻線，三次巻
線、Ｑ１は電界効果トランジスタによるスイッチングト
ランジスタ、Ｑ２は整流用の電界効果トランジスタ、Ｃ
ＯＮＴは制御回路、Ｅｉは直流電源、Ｒ５は抵抗、Ｃ０
は平滑回路のコンデンサ、Ｒは負荷、ＣＯＮＶＡ，ＣＯ
ＮＶＢは同一構成のスイッチング電源装置を示し、これ
らのスイッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢを並
列運転して、負荷Ｒに安定化直流電圧を供給する場合を
示す。
ンス、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は一次巻線，二次巻線，三次巻
線、Ｑ１は電界効果トランジスタによるスイッチングト
ランジスタ、Ｑ２は整流用の電界効果トランジスタ、Ｃ
ＯＮＴは制御回路、Ｅｉは直流電源、Ｒ５は抵抗、Ｃ０
は平滑回路のコンデンサ、Ｒは負荷、ＣＯＮＶＡ，ＣＯ
ＮＶＢは同一構成のスイッチング電源装置を示し、これ
らのスイッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢを並
列運転して、負荷Ｒに安定化直流電圧を供給する場合を
示す。
【０００３】直流電源Ｅｉは、スイッチング電源装置Ｃ
ＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢ対応に設ける場合を示すが、各ス
イッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢに共通の直
流電源とすることもできる。又交流電圧を整流出力する
直流電源とすることもできる。又制御回路ＣＯＮＴは、
コンデンサＣ０の端子電圧を検出して、設定電圧となる
ように、スイッチングトランジスタＱ１のオン，オフを
制御する。このスイッチングトランジスタＱ１がオンと
なると、直流電源ＥｉからトランスＴの一次巻線Ｎ１に
電流が流れる。その時の三次巻線Ｎ３の誘起電圧は、整
流用の電界効果トランジスタをターンオフさせる極性と
なる。
ＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢ対応に設ける場合を示すが、各ス
イッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢに共通の直
流電源とすることもできる。又交流電圧を整流出力する
直流電源とすることもできる。又制御回路ＣＯＮＴは、
コンデンサＣ０の端子電圧を検出して、設定電圧となる
ように、スイッチングトランジスタＱ１のオン，オフを
制御する。このスイッチングトランジスタＱ１がオンと
なると、直流電源ＥｉからトランスＴの一次巻線Ｎ１に
電流が流れる。その時の三次巻線Ｎ３の誘起電圧は、整
流用の電界効果トランジスタをターンオフさせる極性と
なる。
【０００４】スイッチングトランジスタＱ１をターンオ
フさせると、トランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧の極
性が反転し、この誘起電圧をゲートに印加する整流用の
電界効果トランジスタＱ２はターンオンする。従って、
その時のトランスＴの二次巻線Ｎ２の誘起電圧を電界効
果トランジスタＱ２を介してコンデンサＣ０に印加し、
スイッチングトランジスタＱ１のオン時にトランスＴに
蓄積されたエネルギにより、コンデンサＣ０の充電を行
い、このコンデンサＣ０の端子電圧を負荷Ｒに供給す
る。
フさせると、トランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧の極
性が反転し、この誘起電圧をゲートに印加する整流用の
電界効果トランジスタＱ２はターンオンする。従って、
その時のトランスＴの二次巻線Ｎ２の誘起電圧を電界効
果トランジスタＱ２を介してコンデンサＣ０に印加し、
スイッチングトランジスタＱ１のオン時にトランスＴに
蓄積されたエネルギにより、コンデンサＣ０の充電を行
い、このコンデンサＣ０の端子電圧を負荷Ｒに供給す
る。
【０００５】この場合、スイッチング電源装置ＣＯＮＶ
Ａ，ＣＯＮＶＢは、それぞれ平滑用のコンデンサの端子
電圧を検出して、トランスＴの一次側のスイッチングト
ランジスタのオン，オフを制御して、負荷Ｒに安定化直
流電圧を供給する。
Ａ，ＣＯＮＶＢは、それぞれ平滑用のコンデンサの端子
電圧を検出して、トランスＴの一次側のスイッチングト
ランジスタのオン，オフを制御して、負荷Ｒに安定化直
流電圧を供給する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】並列運転するスイッチ
ング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢは、理想的には同
一出力特性を有するものであるが、実際には、各部品の
特性のばらつき等により、例えば、図４の（Ａ）のＣＯ
ＮＶＡ，ＣＯＮＶＢとして示すように、出力特性が相違
することがある。その場合、出力電圧Ｖｏｕｔに対し
て、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＡは電流Ｉａ、スイ
ッチング電源装置ＣＯＮＶＢは電流Ｉｂを分担して負荷
Ｒに供給することになる。
ング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢは、理想的には同
一出力特性を有するものであるが、実際には、各部品の
特性のばらつき等により、例えば、図４の（Ａ）のＣＯ
ＮＶＡ，ＣＯＮＶＢとして示すように、出力特性が相違
することがある。その場合、出力電圧Ｖｏｕｔに対し
て、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＡは電流Ｉａ、スイ
ッチング電源装置ＣＯＮＶＢは電流Ｉｂを分担して負荷
Ｒに供給することになる。
【０００７】又負荷Ｒに供給する出力電圧Ｖｏｕｔが、
各スイッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢの制御
回路ＣＯＮＴの制御範囲内であると、それぞれの出力特
性に多少のばらつきがあっても、そのばらつきに応じた
負荷分担を行って、負荷Ｒに安定化直流電圧を供給する
ことができる。しかし、例えば、スイッチング電源装置
ＣＯＮＶＡの制御回路ＣＯＮＴの制御範囲を超えた出力
電圧Ｖｏｕｔとなった時、制御回路ＣＯＮＴを含むルー
プゲインを高くしていることにより、自スイッチング電
源装置ＣＯＮＶＡの出力電圧が上昇した場合と同様にス
イッチングトランジスタＱ１のオン期間を零又はそれに
近い期間に短縮する。
各スイッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢの制御
回路ＣＯＮＴの制御範囲内であると、それぞれの出力特
性に多少のばらつきがあっても、そのばらつきに応じた
負荷分担を行って、負荷Ｒに安定化直流電圧を供給する
ことができる。しかし、例えば、スイッチング電源装置
ＣＯＮＶＡの制御回路ＣＯＮＴの制御範囲を超えた出力
電圧Ｖｏｕｔとなった時、制御回路ＣＯＮＴを含むルー
プゲインを高くしていることにより、自スイッチング電
源装置ＣＯＮＶＡの出力電圧が上昇した場合と同様にス
イッチングトランジスタＱ１のオン期間を零又はそれに
近い期間に短縮する。
【０００８】それにより、トランスＴの一次巻線Ｎ１を
介して二次巻線Ｎ２側に供給するエネルギは零又はそれ
に近いものとなり、且つスイッチングトランジスタＱ１
のターンオフ時のトランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧
により、整流用の電界効果トランジスタＱ２がターンオ
ンする。その為に、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢの
出力電圧による電流が、ターンオンした電界効果トラン
ジスタＱ２を介して逆流する。この逆流電流がトランス
Ｔの二次巻線Ｎ２に流れ、三次巻線Ｎ３の誘起電圧は、
電界効果トランジスタＱ２をターンオンさせる極性とな
り、又一次側への回生エネルギとなるから、一次巻線Ｎ
１の電圧が異常上昇する問題がある。
介して二次巻線Ｎ２側に供給するエネルギは零又はそれ
に近いものとなり、且つスイッチングトランジスタＱ１
のターンオフ時のトランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧
により、整流用の電界効果トランジスタＱ２がターンオ
ンする。その為に、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢの
出力電圧による電流が、ターンオンした電界効果トラン
ジスタＱ２を介して逆流する。この逆流電流がトランス
Ｔの二次巻線Ｎ２に流れ、三次巻線Ｎ３の誘起電圧は、
電界効果トランジスタＱ２をターンオンさせる極性とな
り、又一次側への回生エネルギとなるから、一次巻線Ｎ
１の電圧が異常上昇する問題がある。
【０００９】図４の（Ｂ）は、横軸を電流、縦軸を電圧
として、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢからスイッチ
ング電源装置ＣＯＮＶＡに逆流する場合の説明図で、出
力電圧Ｖｏｕｔの時に、スイッチング電源装置ＣＯＮＶ
Ｂから電流Ｉｂが出力され、スイッチング電源装置ＣＯ
ＮＶＡが、その時の出力電圧Ｖｏｕｔに制御できない状
態であると、−Ｉａの電流、即ち、前述の逆流電流が、
スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢからスイッチング電源
装置ＣＯＮＶＡに流れ、両方のスイッチング電源装置Ｃ
ＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢが破損する問題があった。本発明
は、並列運転時の逆流を抑制して、安定運転を可能とす
ることを目的とする。
として、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢからスイッチ
ング電源装置ＣＯＮＶＡに逆流する場合の説明図で、出
力電圧Ｖｏｕｔの時に、スイッチング電源装置ＣＯＮＶ
Ｂから電流Ｉｂが出力され、スイッチング電源装置ＣＯ
ＮＶＡが、その時の出力電圧Ｖｏｕｔに制御できない状
態であると、−Ｉａの電流、即ち、前述の逆流電流が、
スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢからスイッチング電源
装置ＣＯＮＶＡに流れ、両方のスイッチング電源装置Ｃ
ＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢが破損する問題があった。本発明
は、並列運転時の逆流を抑制して、安定運転を可能とす
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、図１を参照して説明すると、トランスＴの一
次巻線Ｎ１に接続したスイッチングトランジスタＱ１を
制御回路ＣＯＮＴによってオン，オフ制御し、このトラ
ンスＴの二次巻線Ｎ２の誘起電圧を整流する整流用の電
界効果トランジスタＱ２のゲートに、トランスＴの三次
巻線Ｎ３の誘起電圧を印加して、スイッチングトランジ
スタＱ１と相補的にオン，オフ制御し、平滑用のコンデ
ンサＣ０を介して直流電圧を出力する同期整流回路を有
し、この同期整流回路を介して負荷Ｒに安定化直流電圧
を供給するスイッチング電源装置であって、トランスＴ
の三次巻線Ｎ３の誘起電圧を印加する抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１とからなる時定数回路と、この時定数回路のコ
ンデンサＣ１の端子電圧をゲートに印加して、その端子
電圧が閾値を超えた時にオンとなって、整流用の電界効
果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉを短絡するトランジ
スタＱ３とを設けたものである。
源装置は、図１を参照して説明すると、トランスＴの一
次巻線Ｎ１に接続したスイッチングトランジスタＱ１を
制御回路ＣＯＮＴによってオン，オフ制御し、このトラ
ンスＴの二次巻線Ｎ２の誘起電圧を整流する整流用の電
界効果トランジスタＱ２のゲートに、トランスＴの三次
巻線Ｎ３の誘起電圧を印加して、スイッチングトランジ
スタＱ１と相補的にオン，オフ制御し、平滑用のコンデ
ンサＣ０を介して直流電圧を出力する同期整流回路を有
し、この同期整流回路を介して負荷Ｒに安定化直流電圧
を供給するスイッチング電源装置であって、トランスＴ
の三次巻線Ｎ３の誘起電圧を印加する抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１とからなる時定数回路と、この時定数回路のコ
ンデンサＣ１の端子電圧をゲートに印加して、その端子
電圧が閾値を超えた時にオンとなって、整流用の電界効
果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉを短絡するトランジ
スタＱ３とを設けたものである。
【００１１】又前記時定数回路の時定数を、スイッチン
グトランジスタＱ１のオフによる前記整流用の電界効果
トランジスタＱ２のオン期間より長く設定することがで
きる。又整流用の電界効果トランジスタＱ２のゲート
と、トランスＴの三次巻線Ｎ３との間に、抵抗Ｒ３とコ
ンデンサＣ２との直列回路と、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ
４との直列回路とをそれぞれ並列に接続することができ
る。又トランスＴの一次巻線Ｎ１の電圧を検出し、この
電圧が所定値を超えた時に、スイッチングトランジスタ
Ｑ１のオン，オフ制御を行う制御回路ＣＯＮＴに、動作
停止の信号を加える電圧検出部ＶＤを設けることができ
る。
グトランジスタＱ１のオフによる前記整流用の電界効果
トランジスタＱ２のオン期間より長く設定することがで
きる。又整流用の電界効果トランジスタＱ２のゲート
と、トランスＴの三次巻線Ｎ３との間に、抵抗Ｒ３とコ
ンデンサＣ２との直列回路と、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ
４との直列回路とをそれぞれ並列に接続することができ
る。又トランスＴの一次巻線Ｎ１の電圧を検出し、この
電圧が所定値を超えた時に、スイッチングトランジスタ
Ｑ１のオン，オフ制御を行う制御回路ＣＯＮＴに、動作
停止の信号を加える電圧検出部ＶＤを設けることができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の説明
図であり、Ｔはトランス、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は一次巻
線，二次巻線，三次巻線、Ｑ１はスイッチングトランジ
スタ、Ｑ２は整流用の電界効果トランジスタ、Ｑ３は整
流用の電界効果トランジスタＱ２のターンオフ用の電界
効果トランジスタ、ＣＯＮＴは制御回路、Ｅｉは直流電
源、Ｃ０は平滑回路のコンデンサ、Ｒは負荷、Ｃ１，Ｃ
２はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、Ｄ１〜Ｄ３はダイ
オード、Ｃｉは電界効果トランジスタＱ２の入力容量、
ＶＤは入力電圧検出部、ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢは同一
構成のスイッチング電源装置を示す。
図であり、Ｔはトランス、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は一次巻
線，二次巻線，三次巻線、Ｑ１はスイッチングトランジ
スタ、Ｑ２は整流用の電界効果トランジスタ、Ｑ３は整
流用の電界効果トランジスタＱ２のターンオフ用の電界
効果トランジスタ、ＣＯＮＴは制御回路、Ｅｉは直流電
源、Ｃ０は平滑回路のコンデンサ、Ｒは負荷、Ｃ１，Ｃ
２はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、Ｄ１〜Ｄ３はダイ
オード、Ｃｉは電界効果トランジスタＱ２の入力容量、
ＶＤは入力電圧検出部、ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢは同一
構成のスイッチング電源装置を示す。
【００１３】トランスＴの一次巻線Ｎ１に接続したスイ
ッチングトランジスタＱ１を制御回路ＣＯＮＴによって
直流電源Ｅｉからの電流をオン，オフ制御し、このトラ
ンスＴの二次巻線Ｎ２の誘起電圧を整流する整流用の電
界効果トランジスタＱ２のゲートに、トランスＴの三次
巻線Ｎ３の誘起電圧を印加することによって、スイッチ
ングトランジスタＱ１と相補的にオン，オフ制御し、平
滑用のコンデンサＣ０を介して直流電圧を出力する同期
整流回路を有する構成は、図３に示す従来例と同様であ
る。
ッチングトランジスタＱ１を制御回路ＣＯＮＴによって
直流電源Ｅｉからの電流をオン，オフ制御し、このトラ
ンスＴの二次巻線Ｎ２の誘起電圧を整流する整流用の電
界効果トランジスタＱ２のゲートに、トランスＴの三次
巻線Ｎ３の誘起電圧を印加することによって、スイッチ
ングトランジスタＱ１と相補的にオン，オフ制御し、平
滑用のコンデンサＣ０を介して直流電圧を出力する同期
整流回路を有する構成は、図３に示す従来例と同様であ
る。
【００１４】この実施の形態は、トランスＴの三次巻線
Ｎ３に、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とからなる時定数回
路を接続し、そのコンデンサＣ１の端子電圧を、整流用
の電界効果トランジスタＱ２のターンオフ用の電界効果
トランジスタＱ３のゲートに印加するように接続し、又
抵抗Ｒ１と並列に、コンデンサＣ１の放電用としてのダ
イオードＤ１と抵抗Ｒ２とを接続し、トランスの三次巻
線Ｎ３と、整流用の電界効果トランジスタＱ２のゲート
との間に、第１の抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２との直列回
路と、ダイオードＤ３と第２の抵抗Ｒ４との直列回路と
を並列に接続し、この電界効果トランジスタＱ２のゲー
トと電界効果トランジスタＱ３との間にダイオードＤ２
を接続した構成を備えている。
Ｎ３に、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とからなる時定数回
路を接続し、そのコンデンサＣ１の端子電圧を、整流用
の電界効果トランジスタＱ２のターンオフ用の電界効果
トランジスタＱ３のゲートに印加するように接続し、又
抵抗Ｒ１と並列に、コンデンサＣ１の放電用としてのダ
イオードＤ１と抵抗Ｒ２とを接続し、トランスの三次巻
線Ｎ３と、整流用の電界効果トランジスタＱ２のゲート
との間に、第１の抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２との直列回
路と、ダイオードＤ３と第２の抵抗Ｒ４との直列回路と
を並列に接続し、この電界効果トランジスタＱ２のゲー
トと電界効果トランジスタＱ３との間にダイオードＤ２
を接続した構成を備えている。
【００１５】又電圧検出部ＶＤによりトランスＴの一次
巻線Ｎ１の電圧を検出し、所定値を超えた時に、制御回
路ＣＯＮＴに動作停止の信号を加えるものである。な
お、電界効果トランジスタＱ３はバイポーラトランジス
タとすることも可能であり、以下「トランジスタ」と称
する。
巻線Ｎ１の電圧を検出し、所定値を超えた時に、制御回
路ＣＯＮＴに動作停止の信号を加えるものである。な
お、電界効果トランジスタＱ３はバイポーラトランジス
タとすることも可能であり、以下「トランジスタ」と称
する。
【００１６】前述のように、スイッチングトランジスタ
Ｑ１がターンオフした時のトランスＴの三次巻線Ｎ３の
誘起電圧によって、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１を
充電する。従って、コンデンサＣ１の端子電圧は、抵抗
Ｒ１とコンデンサＣ１とによる時定数に従って上昇す
る。又三次巻線Ｎ３の誘起電圧を、抵抗Ｒ３とコンデン
サＣ２との直列回路と、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ４との
直列回路とをそれぞれ介して、整流用の電界効果トラン
ジスタＱ２のゲートに印加することにより、この電界効
果トランジスタＱ２はターンオンし、トランスＴの二次
巻線Ｎ２の誘起電圧をコンデンサＣ０に印加する。
Ｑ１がターンオフした時のトランスＴの三次巻線Ｎ３の
誘起電圧によって、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１を
充電する。従って、コンデンサＣ１の端子電圧は、抵抗
Ｒ１とコンデンサＣ１とによる時定数に従って上昇す
る。又三次巻線Ｎ３の誘起電圧を、抵抗Ｒ３とコンデン
サＣ２との直列回路と、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ４との
直列回路とをそれぞれ介して、整流用の電界効果トラン
ジスタＱ２のゲートに印加することにより、この電界効
果トランジスタＱ２はターンオンし、トランスＴの二次
巻線Ｎ２の誘起電圧をコンデンサＣ０に印加する。
【００１７】その時、時定数回路のコンデンサＣ１の端
子電圧は次第に上昇してトランジスタＱ３の閾値電圧を
超えると、このトランジスタＱ３はターンオンすること
になるが、通常のスイッチングトランジスタＱ１のオ
ン，オフの期間に対応した整流用の電界効果トランジス
タＱ２の最大のオン期間に於いても、閾値電圧を超えな
いように、時定数回路の時定数を設定する。
子電圧は次第に上昇してトランジスタＱ３の閾値電圧を
超えると、このトランジスタＱ３はターンオンすること
になるが、通常のスイッチングトランジスタＱ１のオ
ン，オフの期間に対応した整流用の電界効果トランジス
タＱ２の最大のオン期間に於いても、閾値電圧を超えな
いように、時定数回路の時定数を設定する。
【００１８】次に、スイッチングトランジスタＱ１がタ
ーンオンすると、トランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧
の極性が反転し、時定数回路のコンデンサＣ１は抵抗Ｒ
１及び抵抗Ｒ２とダイオードＤ１とを介して放電する。
又三次巻線Ｎ３の誘起電圧は、整流用の電界効果トラン
ジスタＱ２のゲートに、入力容量ＣｉとコンデンサＣ２
と抵抗Ｒ３との回路の入力容量Ｃｉの両端の電圧が逆極
性として印加される。即ち、抵抗Ｒ３の値を無視する
と、入力容量ＣｉとコンデンサＣ２とにより分圧された
電圧となる。従って、コンデンサＣ２を設けない場合に
比較して、ゲートに印加される逆電圧を低減することが
できるから、ターンオフ時の三次巻線Ｎ３の誘起電圧が
高くなった場合でも、整流用の電界効果トランジスタＱ
２を保護することができる。
ーンオンすると、トランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧
の極性が反転し、時定数回路のコンデンサＣ１は抵抗Ｒ
１及び抵抗Ｒ２とダイオードＤ１とを介して放電する。
又三次巻線Ｎ３の誘起電圧は、整流用の電界効果トラン
ジスタＱ２のゲートに、入力容量ＣｉとコンデンサＣ２
と抵抗Ｒ３との回路の入力容量Ｃｉの両端の電圧が逆極
性として印加される。即ち、抵抗Ｒ３の値を無視する
と、入力容量ＣｉとコンデンサＣ２とにより分圧された
電圧となる。従って、コンデンサＣ２を設けない場合に
比較して、ゲートに印加される逆電圧を低減することが
できるから、ターンオフ時の三次巻線Ｎ３の誘起電圧が
高くなった場合でも、整流用の電界効果トランジスタＱ
２を保護することができる。
【００１９】又スイッチングトランジスタＱ１がターン
オフすると、前述のように、整流用の電界効果トランジ
スタＱ２がターンオンし、トランスＴの二次巻線Ｎ２の
誘起電圧をコンデンサＣ０に印加し、このコンデンサＣ
０の端子電圧を負荷Ｒに供給することになる。そして、
このコンデンサＣ０の端子電圧が設定値となるように、
制御回路ＣＯＮＴによりスイッチングトランジスタＱ１
のオン期間を制御することになる。
オフすると、前述のように、整流用の電界効果トランジ
スタＱ２がターンオンし、トランスＴの二次巻線Ｎ２の
誘起電圧をコンデンサＣ０に印加し、このコンデンサＣ
０の端子電圧を負荷Ｒに供給することになる。そして、
このコンデンサＣ０の端子電圧が設定値となるように、
制御回路ＣＯＮＴによりスイッチングトランジスタＱ１
のオン期間を制御することになる。
【００２０】スイッチング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮ
ＶＢが共に前述の動作を行って、負荷Ｒに対して安定化
直流電圧を供給することになるが、それらの出力特性の
相違等によって、例えば、スイッチング電源装置ＣＯＮ
ＶＡのスイッチングトランジスタＱ１のオン期間が零又
はそれに近い状態となった時に、そのスイッチングトラ
ンジスタＱ１のターンオフ時のトランスＴの三次巻線Ｎ
３の誘起電圧により、整流用の電界効果トランジスタＱ
２がターンオンし、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢか
ら逆流することになる。
ＶＢが共に前述の動作を行って、負荷Ｒに対して安定化
直流電圧を供給することになるが、それらの出力特性の
相違等によって、例えば、スイッチング電源装置ＣＯＮ
ＶＡのスイッチングトランジスタＱ１のオン期間が零又
はそれに近い状態となった時に、そのスイッチングトラ
ンジスタＱ１のターンオフ時のトランスＴの三次巻線Ｎ
３の誘起電圧により、整流用の電界効果トランジスタＱ
２がターンオンし、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢか
ら逆流することになる。
【００２１】その時、電界効果トランジスタＱ２の通常
のオン期間を経過すると、時定数回路のコンデンサＣ１
の端子電圧が、トランジスタＱ３の閾値電圧を超えるの
で、直ちにトランジスタＱ３はターンオンする。それに
より、電界効果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉはダイ
オードＤ２とトランジスタＱ３とを介して短絡され、電
界効果トランジスタＱ２はターンオフする。即ち、電界
効果トランジスタＱ２をターンオフして逆流を抑制する
ことができる。
のオン期間を経過すると、時定数回路のコンデンサＣ１
の端子電圧が、トランジスタＱ３の閾値電圧を超えるの
で、直ちにトランジスタＱ３はターンオンする。それに
より、電界効果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉはダイ
オードＤ２とトランジスタＱ３とを介して短絡され、電
界効果トランジスタＱ２はターンオフする。即ち、電界
効果トランジスタＱ２をターンオフして逆流を抑制する
ことができる。
【００２２】従って、スイッチング電源装置ＣＯＮＶ
Ａ，ＣＯＮＶＢを並列運転した時に、整流用の電界効果
トランジスタＱ２を流れる逆流電流を抑制できるから、
低オン抵抗特性で且つダイオードのような一方向性の素
子として使用することができる。それにより、スイッチ
ング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢの並列運転を安定
化することができる。
Ａ，ＣＯＮＶＢを並列運転した時に、整流用の電界効果
トランジスタＱ２を流れる逆流電流を抑制できるから、
低オン抵抗特性で且つダイオードのような一方向性の素
子として使用することができる。それにより、スイッチ
ング電源装置ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢの並列運転を安定
化することができる。
【００２３】又前述の逆流が発生した時に、トランスＴ
の一次側への回生エネルギにより、トランスＴの一次巻
線Ｎ１の電圧が異常上昇することがある。この場合の電
圧を入力電圧検出部ＶＤにより検出して、制御回路ＣＯ
ＮＴに動作停止の信号を加え、スイッチング電源装置Ｃ
ＯＮＶＡの動作を停止させて、破損を防止することがで
きる。即ち、整流用の電界効果トランジスタＱ２をトラ
ンジスタＱ３によって強制的にターンオフさせて逆流を
抑制すると共に、一時的な逆流によるトランスＴの一次
巻線Ｎ１の異常電圧上昇を検出して動作停止とすること
により、スイッチング電源装置を保護することができ
る。
の一次側への回生エネルギにより、トランスＴの一次巻
線Ｎ１の電圧が異常上昇することがある。この場合の電
圧を入力電圧検出部ＶＤにより検出して、制御回路ＣＯ
ＮＴに動作停止の信号を加え、スイッチング電源装置Ｃ
ＯＮＶＡの動作を停止させて、破損を防止することがで
きる。即ち、整流用の電界効果トランジスタＱ２をトラ
ンジスタＱ３によって強制的にターンオフさせて逆流を
抑制すると共に、一時的な逆流によるトランスＴの一次
巻線Ｎ１の異常電圧上昇を検出して動作停止とすること
により、スイッチング電源装置を保護することができ
る。
【００２４】図２は電圧，電流の波形説明図であり、図
１に示すスイッチング電源装置ＣＯＮＶＡの出力電圧を
５Ｖとした時に、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢの出
力電圧に相当する外部電源から５．２５Ｖを印加して、
強制的に逆流が発生する状態とした時の各部の電圧，電
流の測定波形を示し、Ｖｇｓ１，Ｖｄｓ１，Ｉｄ１は、
スイッチングトランジスタＱ１のゲート・ソース間電
圧，ドレイン・ソース間電圧，ドレイン電流を示し、又
Ｖｄｓ２，Ｉｄ２は整流用の電界効果トランジスタＱ２
のドレイン・ソース間電圧及びドレイン電流を示し、Ｖ
ｄｔはトランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧を示す。又
Ｖｇｓ３，Ｖｄｓ３は、トランジスタＱ３のゲート・ソ
ース間電圧及びドレイン・ソース間電圧を示す。
１に示すスイッチング電源装置ＣＯＮＶＡの出力電圧を
５Ｖとした時に、スイッチング電源装置ＣＯＮＶＢの出
力電圧に相当する外部電源から５．２５Ｖを印加して、
強制的に逆流が発生する状態とした時の各部の電圧，電
流の測定波形を示し、Ｖｇｓ１，Ｖｄｓ１，Ｉｄ１は、
スイッチングトランジスタＱ１のゲート・ソース間電
圧，ドレイン・ソース間電圧，ドレイン電流を示し、又
Ｖｄｓ２，Ｉｄ２は整流用の電界効果トランジスタＱ２
のドレイン・ソース間電圧及びドレイン電流を示し、Ｖ
ｄｔはトランスＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧を示す。又
Ｖｇｓ３，Ｖｄｓ３は、トランジスタＱ３のゲート・ソ
ース間電圧及びドレイン・ソース間電圧を示す。
【００２５】この場合、スイッチング電源装置ＣＯＮＶ
Ａの出力電圧よりスイッチング電源装置ＣＯＮＶＢの出
力電圧が高いので、スイッチングトランジスタＱ１のオ
ン期間を短くする制御となり、例えば、ゲート・ソース
電圧Ｖｇｓ１は自励発振状態となった場合に相当する。
又整流用の電界効果トランジスタＱ２のドレイン電流Ｉ
ｄ２は、逆方向に流れるが、その時、トランジスタＱ３
のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ３は、抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１との時定数回路に従って上昇し、閾値に達する
と、このトランジスタＱ３はターンオンし、整流用の電
界効果トランジスタＱ２をターンオフさせてる。従っ
て、整流用の電界効果トランジスタＱ２を介して流れる
逆流を抑制することができる。
Ａの出力電圧よりスイッチング電源装置ＣＯＮＶＢの出
力電圧が高いので、スイッチングトランジスタＱ１のオ
ン期間を短くする制御となり、例えば、ゲート・ソース
電圧Ｖｇｓ１は自励発振状態となった場合に相当する。
又整流用の電界効果トランジスタＱ２のドレイン電流Ｉ
ｄ２は、逆方向に流れるが、その時、トランジスタＱ３
のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ３は、抵抗Ｒ１とコンデ
ンサＣ１との時定数回路に従って上昇し、閾値に達する
と、このトランジスタＱ３はターンオンし、整流用の電
界効果トランジスタＱ２をターンオフさせてる。従っ
て、整流用の電界効果トランジスタＱ２を介して流れる
逆流を抑制することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、同期整
流回路を有するスイッチング電源装置であって、トラン
スＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧を印加する抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ１とからなる時定数回路と、この時定数回路
のコンデンサＣ１の端子電圧をゲートに印加して、その
端子電圧が閾値を超えた時にオンとなって、整流用の電
界効果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉを短絡するトラ
ンジスタＱ３とを設けたもので、スイッチング電源装置
を並列運転中に、逆流が発生する状態となった時に、ト
ランジスタＱ３がオンとなって整流用の電界効果トラン
ジスタＱ２を強制的にターンオフさせることができるか
ら、逆流を抑制することができる。従って、安定な並列
運転が可能となる利点がある。
流回路を有するスイッチング電源装置であって、トラン
スＴの三次巻線Ｎ３の誘起電圧を印加する抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ１とからなる時定数回路と、この時定数回路
のコンデンサＣ１の端子電圧をゲートに印加して、その
端子電圧が閾値を超えた時にオンとなって、整流用の電
界効果トランジスタＱ２の入力容量Ｃｉを短絡するトラ
ンジスタＱ３とを設けたもので、スイッチング電源装置
を並列運転中に、逆流が発生する状態となった時に、ト
ランジスタＱ３がオンとなって整流用の電界効果トラン
ジスタＱ２を強制的にターンオフさせることができるか
ら、逆流を抑制することができる。従って、安定な並列
運転が可能となる利点がある。
【図１】本発明の実施の形態の説明図である。
【図２】電圧，電流の波形説明図である。
【図３】従来例の説明図である。
【図４】出力特性説明図である。
Ｔ トランス Ｎ１ 一次巻線 Ｎ２ 二次巻線 Ｎ３ 三次巻線 Ｑ１ スイッチングトランジスタ Ｑ２ 整流用の電界効果トランジスタ Ｑ３ 電界効果トランジスタ ＣＯＮＴ 制御回路 Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 Ｒ 負荷 Ｃ０〜Ｃ２ コンデンサ Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード ＣＯＮＶＡ，ＣＯＮＶＢ スイッチング電源装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/21 Ｈ０２Ｍ 7/21 Ａ (72)発明者 小林 和雄 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目17番３号 富士通電装株式会社内 (72)発明者 西村 勝彦 神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目17番３号 富士通電装株式会社内 Ｆターム(参考） 5G065 BA06 DA01 DA08 EA04 HA07 JA01 LA01 MA07 MA10 NA01 NA02 NA05 NA09 5H006 AA04 AA05 CA02 CA07 CA12 CB03 CB07 CC04 DB01 DC02 5H730 AA12 AA20 AS01 BB43 BB57 BB84 DD04 EE02 EE07 EE13 EE72 FD01 XX23 XX35 XX42
Claims (4)
- 【請求項１】 トランスの一次巻線に接続したスイッチ
ングトランジスタを制御回路によってオン，オフ制御
し、該トランスの二次巻線の誘起電圧を整流する整流用
の電界効果トランジスタのゲートに、前記トランスの三
次巻線の誘起電圧を印加して前記スイッチングトランジ
スタと相補的にオン，オフ制御し、平滑用のコンデンサ
を介して直流電圧を出力する同期整流回路を有し、該同
期整流回路を介して負荷に安定化直流電圧を供給するス
イッチング電源装置に於いて、 前記トランスの三次巻線の誘起電圧を印加する抵抗とコ
ンデンサとからなる時定数回路と、 該時定数回路のコンデンサの端子電圧をゲートに印加し
て該端子電圧が閾値を超えた時にオンとなって前記整流
用の電界効果トランジスタの入力容量を短絡するトラン
ジスタとを設けたことを特徴とするスイッチング電源装
置。 - 【請求項２】 前記時定数回路の時定数を、前記スイッ
チングトランジスタのオフによる前記整流用の電界効果
トランジスタのオン期間より長く設定したことを特徴と
する請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 前記整流用の電界効果トランジスタのゲ
ートと、前記トランスの三次巻線との間に、抵抗とコン
デンサとの直列回路と、ダイオードと抵抗との直列回路
とをそれぞれ並列に接続し、前記抵抗とコンデンサとの
直列回路の該コンデンサと前記整流用の電界効果トラン
ジスタの入力容量とにより分圧された電圧を前記整流用
の電界効果トランジスタのゲートに印加する構成とした
ことを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装
置。 - 【請求項４】 前記トランスの一次巻線の電圧を検出
し、該電圧が所定値を超えた時に前記スイッチングトラ
ンジスタのオン，オフ制御を行う前記制御回路に、動作
停止の信号を加える電圧検出部を設けたことを特徴とす
る請求項１乃至３の何れか１項記載のスイッチング電源
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000268445A JP2002084755A (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000268445A JP2002084755A (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002084755A true JP2002084755A (ja) | 2002-03-22 |
Family
ID=18755229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000268445A Pending JP2002084755A (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002084755A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004047278A1 (ja) * | 2002-11-19 | 2004-06-03 | Cosel Co., Ltd. | 同期整流スイッチング電源装置 |
| CN100389535C (zh) * | 2002-11-19 | 2008-05-21 | 科索株式会社 | 同步整流开关电源装置 |
-
2000
- 2000-09-05 JP JP2000268445A patent/JP2002084755A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004047278A1 (ja) * | 2002-11-19 | 2004-06-03 | Cosel Co., Ltd. | 同期整流スイッチング電源装置 |
| US7116562B2 (en) | 2002-11-19 | 2006-10-03 | Cosel Co., Ltd. | Synchronous rectification switching power supply |
| CN100389535C (zh) * | 2002-11-19 | 2008-05-21 | 科索株式会社 | 同步整流开关电源装置 |
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